基于LBS的智慧校園系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

馬穎啟 白麗麗 陳晶

摘要：針對當前基于位置的服務(wù)（Location Based Service，LBS）在小范圍區(qū)域內(nèi)不能提供成熟的位置服務(wù)問題，以校園這個特殊職能的區(qū)域為研究對象，進行校園 LBS 系統(tǒng)的設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)研究，以期為師生提供多樣化便捷的位置服務(wù)。基于室內(nèi)外定位的校園 LBS 平臺的建設(shè)思路和方法也可以為 LBS 服務(wù)在小區(qū)、城市乃至全國的使用提供思路。

關(guān)鍵詞：智慧校園；LBS；Android；定位.

項目名稱：2016年蘭州工業(yè)學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目，基于LBS的智慧校園系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

項目編號：DC201711807-011

一、校園LBS系統(tǒng)功能設(shè)計

（一）系統(tǒng)功能設(shè)計

校園LBS系統(tǒng)由智能考勤系統(tǒng)和平安校園系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。智能考勤系統(tǒng)主要包括主動考勤子系統(tǒng)和被動考勤子系統(tǒng)。平安校園系統(tǒng)主要包括電子圍欄子系統(tǒng)和返家報平安子系統(tǒng)。

1.智能考勤系統(tǒng)

高等學(xué)校為了方便學(xué)生管理，都有一套考勤系統(tǒng)。目前使用的考勤系統(tǒng)主要要有三種，一種是人工考勤，耗時耗力，統(tǒng)計管理以及信息查詢不方便，工作效率極低。另一種是基于Web的考勤系統(tǒng)，學(xué)生很難在課堂上實施在特定Web頁上的在線簽到。第三種是使用專用的考勤機考勤，需購置專用設(shè)備，并進行布線，成本高。本文將使用廣泛使用的手機系統(tǒng)，采用手機定位技術(shù)、GPS定位技術(shù)，以及指紋識別技術(shù)，采用主動或被動考勤兩種方式進行實時考勤。主動考勤系統(tǒng)是通過手機APP考勤系統(tǒng)由學(xué)生主動定時、定位考勤。適用于學(xué)生課堂考勤、實訓(xùn)實習(xí)考勤、夜間在寢室情況考勤和參加固定地點校園活動的考勤等。被動考勤是在學(xué)生不知情的情況下，通過遠程控制實現(xiàn)智能考勤。并將考勤信息通過短信或Wifi網(wǎng)絡(luò)上傳服務(wù)器，進行統(tǒng)計分析。適用于學(xué)校行政機關(guān)、教學(xué)部門、學(xué)生管理部門對學(xué)生出勤情況的統(tǒng)計。

2.平安校園系統(tǒng)

平安校園系統(tǒng)包括：電子圍欄子系統(tǒng)和返家報平安子系統(tǒng)。電子圍欄系統(tǒng)借助 Android 手機提供有效的室外實時位置監(jiān)測服務(wù)，對 Android 平臺的定位技術(shù)以及推送技術(shù)進行研究。 采用基于監(jiān)控客戶端、被監(jiān)控客戶端以及 Web 服務(wù)端的三方數(shù)據(jù)交互模型，實現(xiàn)監(jiān)控客戶端對被監(jiān)控客戶端的室外實時位置監(jiān)測和越界自動推送功能。寒暑假、節(jié)假日期間，好多學(xué)校都要求學(xué)生通過短信、電話等方式主動報告是否平安返校，但鑒于各種原因，問題很多。返家報平安系統(tǒng)將采用手機定位與GPS定位技術(shù)，結(jié)合每位學(xué)生的回家位置的經(jīng)緯度信息，實時自動判斷學(xué)生是否平安到家。并將每位學(xué)生的信息上傳服務(wù)器，方便老師和學(xué)生管理部門的查詢與統(tǒng)計。

（二）系統(tǒng)框架設(shè)計

LBS服務(wù)中關(guān)鍵的核心是位置與地理信息，兩者相輔相成，缺一不可。位置信息服務(wù)中的地理信息服務(wù)平臺是一個關(guān)鍵部件。從無線運營商管理和開通位置信息服務(wù)的角度來看，能夠使得無線運營商提供較為全面的位置信息服務(wù)，同時也集中地管理并維護了地圖數(shù)據(jù)庫，從而促使位置信息服務(wù)的發(fā)展。Android的應(yīng)用的客戶端是C/S體系結(jié)構(gòu)，故校園LBS系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)來進行客戶端和后臺服務(wù)器端的交互，用來負責接收用戶的請求信息和顯示詳情，與用戶進行直接信息互換。應(yīng)用服務(wù)器位于具有擴展功能的Web服務(wù)器端，它用于接收客戶端的請求，對請求通過Web中的應(yīng)用程序進行處理，利用SQL語句等方式來調(diào)用數(shù)據(jù)庫，然后將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果返還給Web服務(wù)器，再由Web服務(wù)器傳送至客戶端，如圖2所示。

圖2 C/S三層次系統(tǒng)體系構(gòu)架

二、定位模塊的實現(xiàn)

LBS系統(tǒng)首先進行定位環(huán)境的布置，通過定位感應(yīng)點的布置、定位傳感器、定位回傳系統(tǒng)等構(gòu)建一個安全可靠的定位環(huán)境；其次對定位參數(shù)獲取，通過定位參數(shù)的獲取，對環(huán)境中即將用于定位的參數(shù)進行搜集，形成定位數(shù)據(jù)庫；然后根據(jù)不同的環(huán)境和不同的用戶需求進行定位算法的設(shè)計，這些算法的參量需要進行一系列調(diào)整，使其適應(yīng)變化的周圍環(huán)境；最終對終端實現(xiàn)定位，用戶終端在移動過程中和系統(tǒng)所布置的環(huán)境進行溝通，與系統(tǒng)服務(wù)端溝通，通過位于終端上的應(yīng)用程序，將位置信息及位置信息相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)中。

三、結(jié)語

學(xué)生返家報平安系統(tǒng)是以GPS技術(shù)為核心，以信息技術(shù)為依托，創(chuàng)造性的開創(chuàng)了短信匯報返家信息和IT技術(shù)的結(jié)合。學(xué)生返家報平安系統(tǒng)為學(xué)生往返家安全信息建設(shè)提供了良好的解決方案，構(gòu)建了學(xué)校、家庭、社會相互間的信息交流平臺，有效地利用了現(xiàn)代信息技術(shù)架起學(xué)校、家庭之間的實時、快捷、有效溝通的橋梁。學(xué)生返家報平安子系統(tǒng)也可向社會廣泛的推廣，例如女員工下班安全、老人兒童走失等。

參考文獻：

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[6]代敏.基于Android平臺下手機定位程序的設(shè)計及實現(xiàn)[J].計算機與數(shù)字工程，2012，（6）.

作者簡介：

馬穎啟，蘭州工業(yè)學(xué)院，汽車工程學(xué)院，車輛工程專業(yè)；

白麗麗，蘭州工業(yè)學(xué)院，汽車工程學(xué)院，講師，工程管理專業(yè)；

陳晶，蘭州工業(yè)學(xué)院，汽車工程學(xué)院，講師，交通信息工程及控制。